大家好,我是小枣君。

 

 

之前我曾经多次和大家科普过 SDN,也就是 Software Defined Network(软件定义网络)。

 

我们知道,SDN 是数据网络的未来发展趋势。它通过将传统网络节点(交换机、路由器)的控制和转发功能分离,把控制功能集中,实现了对整个网络的统一管理和调度,提升了网络的效率和灵活性。

 

SDN 的架构

 

那么,我们不禁会想,SDN 是对数据通信网络的重构,我们现在处于光通信的时代,包括 5G 在内的电信网络,传送网基本上已经是全光网络了,那光网络是不是也可以支持 SDN 技术呢?

 

答案是肯定的。 

 

这种将 SDN 引入到光传送网(OTN),实现光网络可编程化的技术,就是 SDON(软件定义光网络)。

 

 

从原理和架构上来说,SDON 和 SDN 非常类似。

 

SDON 也是将网络节点的控制平面和转发平面分离,然后引入控制器的概念,将网管功能合入控制器,实现对整个光网络的集中管控和统一调度。

 

SDON 架构图

 

虽然 SDON 和 SDN 看上去很像,但 SDN 毕竟是针对 IP 网络提出的,缺少对底层光网络的支持。光层和电层属性完全不同,两者不存在一一对应的关系。

 

因此,SDON 无法直接照搬 SDN 的技术,而是要在 SDN 的基础上,进行扩展。

 

IP 层(电层) 和光层,相互独立

 

SDON 的关键技术 

 

从整体上来说,SDON 的三个关键技术环节,分别是:可编程光层技术、SDON 控制器和光网虚拟化技术。

 

 

我们从底层往上,一个一个来看。

 

首先,是可编程光层技术。

 

想要实现光层的软件定义、可编程,前提条件就是光层器件必须要足够“灵活”。也就是说,最底层的光模块和光器件,部分性能参数可以修改,不能“写死”。

 

实际上,随着光通信技术的快速发展,如今,我们的光模块与器件基本都已具备了可编程能力。光收发机的波长、输入输出功率、调制格式、信号速率、前向纠错码(FEC)类型选择,以及光放大器的增益调整范围等等,这些参数都可以实现在线调节。

 

此外,灵活栅格技术的出现,打破了传统波长通道固定栅格的限制。ROADM 技术,打破了传统波长通道 50GHz、100GHz 的间隔划分。

 

所有这些先决条件,最终实现了光路交换的可编程。以往不可变动的光路,已经发展成为物理性能可感知、可调节的动态系统。这样的光层,才能够被 SDON 控制器灵活调度。

 

我们再来看看 SDON 控制器。

 

如果说光层可编程是 SDON 的神经末梢,那么,SDON 控制器就是 SDON 的大脑。

 

 

在 SDON 的网络架构中,光网络性能参数的控制权被交给 SDON 控制器,由 SDON 控制器来实现全局控制,对各个参数进行调整,使网络性能达到最优。 

 

随着 5G 和数据中心的快速发展,传输网面临的用户需求和应用场景也越来越复杂。针对不同的需求和场景,传输网需要有不同的 QoS、时延、带宽等指标,存在很多种搭配模式。

 

光网络想要灵活应对这些需求,就必须引入具备业务编排能力的 SDON 控制器。

 

最后再看看光网络虚拟化。

 

SDON 架构体系的核心理念,是对光网络进行虚拟化。

 

光网络虚拟化,说白了,就是在一整套物理光网络底层资源的基础上,创建多个独立的虚拟光网络。

 

 

物理层变成若干个虚拟的抽象层,用户通过开放可编程的接口,对抽象层进行控制。

 

用户控制网络,可以是采用 App 的方式。底层物理网络的复杂操作,完全被屏蔽,用户可以像搭积木一样,轻松完成光网络资源的调用和部署。

 

这就是 SDON 的奥义—— “应用带动网络”、“软件定义网络”。 

 

SDON 的优势     

 

最后我们来说说 SDON 在实际应用中到底会带来哪些优势。

 

简单来说,SDON 的优势包括三个方面,分别是:

1、提升运维效率,降低运维成本

2、业务快速开通,支持预约开通

3、动态路径保护,通道灵活减配

 

我们逐一来看。

 

第一个,提升运维效率,降低运维成本。

 

这个优势是显而易见的。SDON 技术将控制和转发分离之后,把底层的网管能力收拢集中,实现了光网络从“人工静态网管配置”向“实时动态智能控制”的演进。

 

这就好像是交通指挥,以前必须每个路口站一名交警,现在,所有的路口都有交警指挥中心统一控制了。效率必然提升,成本必然下降。

 

 

第二,业务快速开通,支持预约开通。

 

除了运维之后,SDON 也提升了业务开通的速度。

 

其实,如果只是靠人工来开通的话,也快不了多少,关键是 SDON 控制器可以引入 AI 来帮忙。

 

带 AI 的 SDON 控制器,可以根据当前网络的拓扑结构(包括速率、带宽等参数),结合业务需求,在收到业务开通请求后,通过智能计算,很快给出可用路由,让业务得以快速开通。

 

SDON 还可以根据日志分析,建立类似业务的配置库,在新开业务时,直接调用或参考这些配置。这当然比人工决策要快得多。

 

 

业务套餐也不是一成不变的。在业务的使用过程中,SDON 还支持对带宽进行“自动调整”,这样也可以节约资源,降低成本。

 

所谓预约开通更容易理解了,就是事先把配置都做好了,在指定的时间段,实现业务自动上线。 

 

第三个,动态路径保护,通道灵活减配。

 

引入 SDON 之后,光网络的运行状态被全面监控。当网络的某个节点或通路出现问题时,SDON 可以马上规划出新的路线,在 50ms 内实现路径切换,减小对业务的影响。

 

 

有的时候,网络并没有完全中断,只是发生了性能劣化(例如光纤老化)。在这种情况下,SDON 也不需要重新换路,而是基于网络可编程,对光网络参数进行修改,例如修改调制方式等,通过降低网络性能(例如降低速率),实现另一种形式的动态路径保护。

 

 

SDON 的好处还有很多,以上只是其中一部分。

 

在 SDON 的架构下,整个光网络变得更像一个整体。光资源变成一个资源池,量化、统计更加方便,开通、运维更加智能。用户用得开心,运营商的投资也得到了保护,CAPEX 进一步降低,皆大欢喜。

 

正因为 SDON 拥有明显的优势,所以正逐渐成为行业的主流发展方向。

 

光传输网络的 SDN 化,经历了 2014 年的概念验证、2015 年的现场试验,目前正处于早期商用阶段。国内外陆续已有运营商进行了 SDON 的商用。就在不久前,天津联通联合中兴通讯成功部署了 SDON 业务,实现了大型城市核心汇聚业务效率的大幅提升。相信后续还会有更多的光网络实现向 SDON 的转型。

 

好啦,今天关于 SDON 的介绍就到这里。感谢大家的耐心阅读,我们下期再见!